长寿期小型铅基快堆反应性控制研究

长寿期小型铅基快堆寿期燃耗反应性损失较大,需要建立有效的反应性补偿手段。小型堆紧凑的堆芯布置制约了控制棒系统的设计,且过高的控制棒价值会带来堆芯安全隐患。本研究针对自主设计的长寿期小型铅基快堆LFR-180(寿期反应性波动为6681pcm,1pcm=10^(-5))开展反应性控制研究,探索基于可燃毒物实现反应性控制的方案,并进行事故瞬态安全特性分析。结果表明,以ZrH1.6为慢化剂,B4C为可燃毒物,在组件内联合布置,可将LFR-180寿期内反应性波动降低到575pcm。同时,该反应性控制方案显著提高了堆芯在控制棒意外提出(CRW)事故下堆芯的温度安全裕量,并保证了无保护一回路失流(ULOF)和无保护失热阱(ULOHS)事故下堆芯安全。本研究建立的可燃毒物控制方案能够应用于长寿期小型铅基快堆的反应性补偿。

基于流量功率比恒定的小型铅基快堆运行研究

为开展小型铅基快堆运行策略研究,建立堆芯传递函数模型,利用比例-积分-微分(PID)控制器,结合控制棒驱动机构,分别设计堆芯流量功率比恒定与堆芯稳定核功率的运行方案。分别建立不同运行策略下的控制系统,开展一回路流量阶跃和堆芯反应性扰动仿真。结果表明,在引入一回路流量阶跃下降工况下,稳定核功率运行方案由于堆芯功率恒定而导致堆芯出口温度过高;在流量功率比恒定方案下,堆芯功率跟随一回路流量下降从而保证堆芯出口温度迅速稳定在安全范围内;在阶跃反应性扰动下,2种方案均可迅速调控堆芯功率的上冲幅度和超调量,堆芯出口温度基本维持恒定。